有限质量降落伞充气动力学数值模拟

为研究空投任务中降落伞有限质量充气过程的动力学行为,基于罚函数耦合方法和网格自适应技术分析了降落伞柔性结构与周围不可压缩流场的流固耦合特性。数值模拟开伞过程伞衣三维外形变化,获得降落伞系统下落速度、阻力面积等参数;对比分析初始投放速度对降落伞开伞时间、伞衣阻力面积的影响;通过试验数据对比分析开伞力变化。计算结果表明,该方法可以有效模拟降落伞系统有限质量充气过程的动力学特性,仿真结果与试验结果相符。     

空投着陆系统多气囊并联缓冲特性研究

为了计算多气囊并联着陆缓冲系统缓冲特性,分析各种因素对其缓冲特性的影响,以理想气体均匀压力模型为基础,采用控制体积法建立了多气囊并联着陆缓冲性能数值计算模型。针对某气囊缓冲系统进行了地面冲击实验,通过与实验数据对比,验证了计算模型的正确性。通过计算分析了主要参数对气囊缓冲系统缓冲特性的影响。结果表明,气囊缓冲系统缓冲特性受空投质量、着陆速度、排气口面积和着陆海拔高度等因素影响较大,必须在其允许的使用范围内才能达到理想的缓冲效果,以保证空投装备的安全。     

空降车-气囊系统着地缓冲过程仿真分析

为了给空降车及其气囊的优化设计提供技术支持,采用有限元方法对空降车气囊缓冲过程进行仿真分析。计算了正常着地工况下的气囊缓冲过程,得到速度、加速度以及气囊内压等时间特性曲线。结果表明:空降车在该工况下着地速度小于3m/s,该气囊符合空降车着地的缓冲性能要求。车体加速度和冲击应力在误差许可范围内,验证了采用此种方法进行空降车气囊缓冲过程的虚拟测试是可行的。     

月壤参数对月面着陆气囊缓冲性能的影响

为研究月壤参数对气囊缓冲性能的影响,根据“嫦娥三号”的着陆工况设计了月面着陆气囊,并基于可压溃泡沫模型建立了考虑月壤特性的气囊缓冲动力学模型。对不同月壤下气囊的缓冲过程进行分析,发现月壤越软有效载荷冲击加速度越小,但气囊会陷入月壤中,不利于对外排气,影响其缓冲效果。因此,采用气囊峰值压力、有效载荷最大加速度和最大下落高度3个指标对气囊缓冲性能进行综合评价,定量研究了月壤参数的影响规律。结果表明:月壤密度、剪切模量及屈服参数a₀和a₁对缓冲性能的影响较大,且对前两个指标为正影响,对后一个指标为负影响。进一步研究发现,这4个月壤参数与3个缓冲性能指标之间〖BHDWG8,WK10YQ,DK1*2,WK1*2D〗〖XCZX.TIF;%129%129〗听语音 聊科研与作者互动 均为指数函数关系。     

空投设备气囊缓冲系统的缓冲特性分析与匹配方法

采用解析分析法,根据排气口流量方程和载荷运动方程建立了无量纲的空投设备气囊缓冲过程数学模型,并根据此模型构造了气囊的匹配设计图。讨论了排气口面积、气囊高度、着陆初速度、载荷质量、气囊底面积及排气口开启压力等参数对气囊缓冲性能的影响,提出了空投设备气囊缓冲系统的参数匹配设计方法,为空投设备气囊缓冲系统的匹配设计提供了技术支持。     

空投设备缓冲气囊的优化设计

简述了气囊缓冲的机理及工作过程,建立了气囊缓冲过程的理论分析模型及气囊参数优化数学模型。利用ISIGHT建立气囊优化模型,选择遗传算法对空投设备缓冲气囊的主辅气囊排气孔面积、气囊高度和主辅气囊体积比进行优化。优化后的结果对空投试验具有很好的指导意义,可减少气囊设计试验次数从而降低试验成本。     

重型装备空投系统的匹配设计与评估方法

为解决重型武器装备空投系统的匹配设计问题,采用非线性有限元方法,结合气体热力学理论,建立重型装备空投系统的仿真模型,结合装备的试验数据进行了模型的验证,在分析重装空投落地缓冲过程的响应特性的基础上,研究了空投系统的匹配设计与评估方法,并以高海拔条件下空投过程中缓冲气囊的缓冲特性为例进行了分析,研究结果对空投系统的优化设计、匹配与评估具有一定的参考价值。     

航天降落伞技术及其发展

据史料记载,早在１５世纪中国人就开始使用一种类似“降落伞”的道具作杂技表演。到１９世纪,在欧洲人利用气球进行的跳伞表演中出现了真正意义上的降落伞。２０世纪初,随着航空事业的发展,为解决空中遇险飞行人员的救生问题,降落伞技术开始进入航空救生领域,并在大量试验的基础上获得较快的发展。１９２４年美国空军首次颁布标准化的军用型坐式降落伞装置,供飞行员和空勤人员救生使用。在第二次世界大战中,由于战争的需要,德国和英国首先开始对降落伞进行科学的研究,分析了降落伞的工作特性,获得了伞气动力特性的基本知识,为伞…     

某型弹射模拟器弹射轨迹仿真

在弹射模拟器训练中,飞行座椅弹射轨迹仿真是判断弹射成功与否和重要、直观的依据.基于座椅弹射过程的物理特性,分阶段建立了座椅和降落伞的飞行物理模型,分析和计算了座椅弹射过程中的座椅和降落伞的各种运动参数,从第三方观察的角度对座椅和降落伞的运动轨迹进行了仿真可视化,为评估弹射结果提供了直观、形象的评价方法.     

伞衣优化设计对群伞系统气动特性的影响分析

随着载人航天、深空探测等航天任务的蓬勃发展,航天器回收载荷质量大幅提高,以单具降落伞为功能核心的传统减速系统已不能满足大质量回收载荷日益提高的迫切要求,发展群伞减速着陆系统是实现大载重航天器高效减速和无损着陆要求的发展方向。本文采用数值模拟手段对群伞系统的气动特性开展仿真研究,结合环帆伞构型优化设计,分析了多种构型下群伞系统的气动特性。通过对仿真结果进行流场分析和数据对比发现,开窗/开缝设计既能够确保群伞系统具有良好的阻力特性,又能够维持群伞系统的工作稳定性,避免单伞之间由于受力而发生碰撞现象。采用数值仿真手段不仅可以提高降落伞研制效率,降低研发成本,也为设计人员掌握群伞系统的工作原理、促进降落伞设计理论发展提供了有力保证。     

无人机伞降回收系统设计与实现

对无人机伞降回收系统的组成及工作原理进行研究，在此基础上依据无人机总体要求对回收系统进行详细设计，综合考虑系统开伞动载、稳降速度及回收减震等要求，系统采用减速伞引导、主伞收口及减震气囊缓冲的回收方式，通过仿真分析及实际飞行试验验证，系统设计合理可行，满足无人机回收要求。     

基于排队论的空降兵部队安全着陆问题研究

针对空降兵部队安全着陆问题，首先建立空降排队模型，明确空降作战受到火力打击时为混合制排队论问题，对具体空降参数进行了分析与计算，得到了比较科学的结果，与实际基本相符，然后根据结果分析了各种参数对空降作战的影响，提出了空降作战提高安全着陆人数的对策，对空降作战人数的安排及火力的支援提供了较强的参考价值，为开展空降作战相关问题研究提供可借鉴的思路方法。     

无限质量降落伞充气动力学数值模拟

为分析降落伞火星再入环境下的超声速开伞性能,基于任意欧拉-拉格朗日罚函数法和多介质任意拉格朗日欧拉算法,求解可压缩流场与降落伞结构的耦合动力学模型。数值模拟盘缝带伞超声速开伞过程外形变化,预测气动力作用下的伞衣织物三维结构动力学行为。结合风洞试验数据,对比分析降落伞开伞性能和前置体对伞衣充气外形的影响。最终给出超声速伞周围非稳态流场的尾流和激波分布。仿真结果表明:盘缝带伞在超声速开伞过程中被完全充满且充气效果良好,未出现塌陷情况;随着来流马赫数的增加,降落伞阻力系数逐渐减小,充气时间缩短。仿真结果与试验结果保持一致,验证了所提方法的有效性。     

载人航天器低空救生仿真

在载人航天器低空救生中,回收系统开伞点的初始状态参数如速度、离地面高度、弹道倾角对返回舱能否安全着陆有很大影响.与正常返回类似,低空救生中的回收系统同样经过多级伞的拉直、充气、全充满等运动过程.通过建立回收系统着陆过程的动力学模型,经过大量仿真对比分析,得到开伞点离地面高度为低空救生中返回舱安全着陆的首要因素,同时对低空救生中回收系统多级伞开伞减速过程有了详细的分析.     

涡环旋转伞流固耦合特性分析

以一种典型的涡环旋转伞为研究对象,采用任意拉格朗日-欧拉流固耦合方法模拟其在无限质量条件下的充气展开过程。计算得到了涡环旋转伞的充气展开和转速、开伞动载等时程变化曲线以及稳态阶段伞周围流场变化规律、伞衣织物的结构强度等流固耦合特性。结果表明:涡环旋转伞在来流12m/s时稳定转速约为3.1r/s,伞衣幅充满外形饱满,与伞塔试验结果吻合;稳态阶段涡环旋转伞上方产生大量涡核,涡核中心的连线类似于空间螺旋线;涡环旋转伞的阻力系数大于一般结构轴对称降落伞;伞衣幅与伞绳连接区域以及边缘区域应力明显高于伞衣幅平均应力水平。     

物伞系统动力特性研究

研究了降落伞一物体系统的空间运动。假定降落伞和物体都有６个自由度，两者通过吊带连接起来。推导了物伞系统运动的非线性微分方程，运动方程中没有考虑伞绳和吊带的弹性。用所得数学模型分析了减速伞回收系统的动力特性，给出了仿真计算结果。